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【摘要】山地高压电塔挖孔桩基础施工经验成熟、工艺日趋完善，但由于施工工艺不当出现质量问题时有发生，为确保高压电塔安全，需对基础进行加固处理。本文对山地高压电塔桩基础加固技术进行了研究，并在某工程中采用扩大基础加固法对存在质量缺陷的挖孔桩基础进行了加固处理，有效解决了山地电塔桩基础承载力不足的问题，为类似工程的桩基础加固提供了一定参考。
【关键词】高压电塔；桩基础加固；扩大基础；
1.引言
高压电塔桩基础既要有足够的竖向承载能力，又要有一定的抗拔、抗倾覆能力，对基础有更高要求，由于施工工艺不当出现质量缺陷时，需要进行加固处理。冯兴仁[1] 在安托山高压电塔地基加固中采用袖阀管注浆及混凝土连梁铁塔基础进行加固。杨永浩[2] 在虎丘塔地基加固中采用了树根桩法。陈鹏[3] 在云南永德220kV高压电塔基础加固中采用了组合锚索搭配注浆的地基加固方法。王华娟[4]在临近深基坑高压输电杆塔基础加固中采用了微型桩基础托换和复合土钉墙支护技术。以上加固方法对于交通不便的塔位实施难度较大，本文对山地高压电塔桩基础加固技术进行了研究，在某工程中采用扩大基础加固法对存在质量缺陷的挖孔桩基础进行了加固处理，经济合理，可行性较强，有效解决了山地电塔桩基础承载力不足的问题，为类似工程的桩基础加固提供了一定参考。
2.高压电塔基础特点
高压电塔基础与其它建筑物基础在受力上不同，除了承受下压力外，还要承受相近大小的上拔力及较大的水平力作用。而一般建筑物结构自重大，基础主要承受下压力，很少出现上拔力、水平力控制。因此，高压电塔基础设计的控制因素是下压力、上拔力和水平力。为减少土方开挖，充分利用原状土良好的抗拔特性，结合铁塔高低腿配置，位于山地的塔位广泛采用掏挖基础、人工挖孔桩基础。
3.基础加固方法
目前常用的加固方法有增加辅桩加固法、微型桩加固法、桩身补强加固法及扩大基础加固法，需针对桩基础的受力特点及现场施工条件，选用科学合理、切实可行、经济安全的方法。
3.1 增加辅桩加固法
在原桩基础周围增加新桩基作为辅桩，通过连梁或承台将新旧桩基连成整体，共同承受上部结构的作用力，从而提高原有桩基础的承载能力及稳定性。根据原基础检测的实际情况，灵活调整辅桩方案，加固效果好，可通过低应变、钻芯法、高应变法检测，适用于人工挖孔桩、灌注桩等桩基础，但占地面积、工程量较大，费用较高。
3.2 微型桩加固法
利用直径为150~400 mm的小直径钢管混凝土群桩对原有基础进行加固。微型桩主要直径小、布桩灵活、成桩工艺简单，施工占地面积小，对原有基础扰动小，能有效处理基础沉降及提高基础承载力，费用较低，便于检测；但采用微型桩加固前，需有详细的地质勘察数据，才能合理布置桩孔及确定钻孔深度，且打桩施工较为困难，无现成的打桩机械设备，不适合交通不便的山地地形。
3.3 桩身补强加固法
通过在桩身钻孔埋设高压注浆管，将渗透性高的高强度水泥浆液（加入适量水玻璃）压入，高压浆液灌入桩身混凝土后渗透到孔隙中，对混凝土骨料再行胶结，使桩身混凝土密实，同时注浆钢导管注浆后可等效替代纵向主筋，进而提高桩基承载力和整体性。该方法对提高基础的承载力效果显著，加固效果可通过低应变、钻芯法、高应变法检测；但注浆压力、注浆量较难确定，控制不好会产生地基隆起的现象。
3.4 扩大基础加固法
在基础周围对基础进行扩大，采用植入剪切-摩擦筋来改善结合面的粘结抗剪和抗拉能力，使扩大基础与原基础结合在一起共同受力，从而提高基础承载力、抗拔力及整体稳定性。该方法施工简单，施工设备简单，适用范围广，可用于交通不便的山地，但须使新老基础共同承受荷载作用，加固效果不易控制。
4.工程实例
4.1工程概况
220kV陂美某线路工程GNA114塔Ⅱ腿（上拔腿）基础为人工挖孔桩原状土基础，桩径为1.6m，设计有效埋深8.5m，主柱露高0.5m，桩全长9.0m，桩基检测发现8.1~9.0m有明显缺陷，被判定为Ⅲ类桩。
4.2工程地质条件
根据该塔位的地质勘察报告，塔基位于突出的山脊边上，没有地下水，Ⅱ腿地形较为平坦，地质情况0.00m～8.00m：砾质粘性土，褐黄色，稍湿，可-硬塑，含多量中粗砂，为花岗岩风化残积土；8.00m以下：强风化花岗岩，黄褐色，岩体呈半岩半土状，手可捏碎。
4.3抗拔承载力
根据《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）相关规定，桩基础（单桩）上拔承载力：
γf——基础的附加分项系数
Tk——按荷载效应组合计算的单桩或基桩上拔力；
Tuk——单桩或基桩的抗拔极限承载力标准值；
Gp——基桩自重；
桩基检测报告揭示8.1~9.0m有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，抗拔承载力计算时，不考虑该段的上拔力，经计算分析，基础抗拔承载力(Tuk/ K和Gp)减少了227.37kN，不满足规范要求，需进行加固处理。
4.4基础加固方案
GNA114塔位位于山地，交通不便利，基础施工时采用人工挖孔成桩方式，受施工设备限制，微型桩加固法和桩身补强加固法难度较大，同时该腿地形较为平坦，对于上拔承载力控制的Ⅱ腿基础，采用扩大基础法比增加辅桩法更经济、合理。
扩大基础加固法的关键是对原基础的植筋，使扩大基础与原基础充分结合在一起共同受力，因此施工时需注意以下事项：
（1）在原基础周围设置锚固筋，上中下层底面布置钢筋网片，加固区沿原桩基础设置环向箍筋，如图所示。
（2）原基础与新浇筑混凝土接触部分应凿毛，浇筑混凝土前应清洗干净，再铺一层高强度等级水泥浆或涂混凝土界面剂，以增加新老混凝土基础的粘结力，浇筑后应加强养护。
（3）锚固筋凿孔时应避免损伤原有钢筋，特别注意避开原桩基础主筋.
（4）为确保锚固深度，锚孔采用钻孔成形方式，不得用手凿，成孔后采用压缩空气吹净并用水冲洗，植入锚固钢筋后采用M20水泥浆加压灌注封孔，浆液饱满使锚筋固定牢靠。
（5）各开挖面应平整，底板和侧边不需支模板，使新浇筑混凝土与原状土充分接触。基础加固完成后，回填加固区上方土体至原天然地面线，并夯实。
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基础按上述方法加固后，抗拔承载力由原完整桩基和新增大板基础两部分共同承担。新增板式基础的抗拔承载力可按《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）4.3.1-1公式计算，并根据工程经验进行适当折减。经计算，本加固方案上拔承载力提高356.45kN≥227.37kN，满足基础的上拔承载力要求。
5.结论
高压电塔桩基础既要有足够的竖向承载能力，又要有一定的抗拔、抗倾覆能力，对基础有更高要求，由于施工工艺不当出现质量缺陷时，需要进行加固处理。本文对山地高压电塔桩基础加固技术进行了研究，在某工程中采用扩大基础加固法对存在质量缺陷的挖孔桩基础进行了加固处理，经济合理，可行性较强，有效解决了山地电塔桩基础承载力不足的问题，为类似工程的桩基础加固提供了一定参考。
参考文献：
[1] 冯兴仁.安托山高压电塔地基加固施工技术[J].山西建筑,2014,40(27):54-55．
[2] 杨永浩,杨伟方.树根桩在虎丘塔地基加固中的应用[J].建筑施工,1984（1）:37-41．
[3] 陈鹏,戴旭明,刘伟,徐曙,柯磊.云南永德220kV高压电塔基础加固技术[J].土工基础,2019,33(2):145-149．
[4] 王华娟,李靖宇.临近深基坑高压输电杆塔基础加固设计[J].基础工程设计,2015(02):71-74．
论文作者:邱晓莉
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：基础论文; 承载力论文; 高压电论文; 桩基础论文; 山地论文; 混凝土论文; 桩基论文; 《中国电业》2019年第09期论文;